1、（1）简述气象学的定义、研究对象及其研究内容。答：气象学是把大气当做研究的客体，从定性和定量两方面来说明大气特征的学科，集中研究大气的天气情况和变化规律和对天气的预报。研究对象：大气中所发生的物理现象（风、云、雨、雪、雾、 、霜、露、寒、暖、干、湿、光、电、声）和物理过程（大气的增热与冷却、蒸发与凝结、降水过程等） 。研究内容：1、观测和研究各种各样的大气现象，大气层与下垫面之间的相互作用及人类活动所产生的气象效应。2、解释系统科学的解释这些现象，作用和效应阐明它们的发生和演变规律。3、分析根据所认识的规律分析，诊断和预测过去、现在和未来的天气。气候，为国民经济和人们的日常生活服务。4 依据从
2、理论和实践上探索和模拟认为的天气过程，人为气候环境，为人工影响天气气候提供科学依据。（2）阐述大气的组成、层次的划分？主要的气象要素有哪些？如果可以用数学公式表示的话，写出其数学表达式。答：大气是由多种气体混合组成的气体和悬浮其中的水分及杂质组成。 1干洁空气 大气中除去水汽和各种杂质以外的所有混合气体统称干洁空气。干洁空 气的主要成分是氮、氧、氩和二氧化碳。这四种气体占空气总容积的 99.98%，而氖、氦、 氪、氩、氙、臭氧等稀有气体的总含量不足 0.02%；2水汽 水汽是低层大气中的重要成分，含量不多，只占大气总容积的 0%4%，是大 气中含量变化最大的气体；3杂质 杂质是悬浮在大气中的固
3、态、液态的微粒，主要来源于有机物燃烧的烟粒、 风吹扬起的尘土、火山灰尘、宇宙尘埃、海水浪花飞溅起的盐粒、植物花粉、细菌微生物以 及工业排放物等等。大气层位于地球的最外层，介于地表和外层空间之间，它受宇宙因素（主要是太阳）作用和地表过程影响， 形成了特有的垂直结构和特性。 根据大气层垂直方向上温度和垂直运动 的特征，一般把大气层划分为对流层、平流层、中间层、热层和散逸层五个层次。 表明大气物理状态、物理现象以及某些对大气物理过程和物理状态有显著影响的物理 量。主要有：气温、气压、风、湿度、云、降水、蒸发、能见度、辐射、日照以及各种天气 现象。 气象要素（物理量）x 在空气中的密度如果是 x（即单
4、位空气体积内该气象要素的数 量） ，那么空气以风速 u 运动时，就在单位时间，通过单位截面积携带了 x u 这么多的该物 理量，它也就是物理量 x 的通量 T x，我们也称为输送量。即一般有 T x=x u。（3）什么是大气辐射、地面辐射、大气逆辐射、地面有效辐射、净辐射？ 大气辐射：大气吸收地面长波辐射的同时，又以辐射的方式向外放射能量。大气这种向 外放射能量的方式，称为大气辐射。 地面辐射： 地球表面在吸收太阳辐射的同时， 又将其中的大部分能量以辐射的方式传送 给大气。地表面这种以其本身的热量日夜不停地向外放射辐射的方式，称为地面辐射。 大气逆辐射：大气吸收地面长波辐射的同时，又以辐射的方
5、式向外放射能量。大气这种 向外放射能量的方式，称为大气逆辐射。 地面有效辐射：地面放射的辐射与地面吸收的大气逆辐射之差，称为地面有效辐射。 净辐射：净辐射是某一作用面或活动辐射能收入与支出之差，即一切辐射的净通量。（4）何谓温度日较差、年较差？影响土壤温度和空气温度日较差、年较差的主要因素有哪 些？在其他因素相同的情况下， 纬度如何影响温度的日较差和年较差？你认为逆温在林业上 有何应用？ 由于太阳辐射有周期性的日变化和年变化， 所以使得土壤温度和空气温度有周期性的日 变化和年变化。温度周期变化特征，通常以最高温度和最低温度之差（即较差）和最高温度 与最低温度出现时间（即位相）来描述。 日较差：
6、一日中最高温度与最低温度之差。 年较差：一年中最热月平均温度和最冷月平均温度之差。 影响土温日较差的因素： 土壤日较差的大小， 主要决定于地面热收支状况和土壤热特性。 1)纬度：一般是低纬度大于高纬度。 2)距离海洋的远近：内陆大于沿海。 3)季节：夏季大于冬季。 4)地面状况：凹地大于平地；干土大于湿土；裸地大于有各种覆盖的地面（如植物、森 林、雪覆盖等） ；敝塞地大于通风地等等。 5)坡向：阳坡大于阴坡。 6)天气状况：晴天大于阴天。 7)土壤深度：随着深度增加，土温日较差减小，位相也逐渐落后。 影响土温年较差的因素：土温年较差的大小与纬度、季节、下垫面状况、天气条件等因 子密切相关。与日
7、较差相反，随纬度的增加年较差增大，这是因为太阳辐射的年变化是随纬 度的增加而增大的。其他因子对土温年较差的影响与日较差大体相同。在其他因素相同的情况下，气温年较差随纬度的升高而增大。这是因为随纬度的增高，太阳辐射能的年变化增大。低纬度地区气温年较差很小，高纬度地区气温年较差可达 40 50； 气温日较差随纬度的升高而减小。 这是因为一天中太阳高度的变节是随纬度的增高而 减小的。大陆上一般热带地区气温日较差为 12左右；温带地区气温日较差为 8.09.0； 极圈内气温日较差为 3.04.0。逆温条件对某些林业生产有利。如用烟雾剂防治植物病虫害，常选择在逆温时进行。利 用逆温层对烟雾剂的阻挡作用，
8、使烟雾停留在植物周围可减少用药量，提高杀虫治病效果。（5）凝结与凝华的条件是什么？简述凝结核能够促进凝结的原因。分别采取何种措施能够 促进冷云和暖云的降水？ 发生凝结和凝华需要满足两个条件， 即空气中的水汽达到饱和或过饱和， 同时还需要有 水汽凝结核（凝华核）存在。凝结核促进凝结的主要原因是凝结核吸附水汽分子的能力比水汽分子之间的相互碰撞 合并力要强，同时，凝结核的存在使水滴半径增大，曲率减小，从而使饱和水汽压减小，易 于发生凝结。对吸湿性凝结核来说，吸水后形成溶液，使饱和水汽压减小，甚至在相对湿度 接近 100%时，就能 发生凝结现象。人工促进冷云降水的措施： (1)向冷云中撒播人工冰核 如
9、碘化银（Agl） 、碘化铅(Pbl)。碘化银、碘化铅等的晶体结构与冰晶相似，具有冰核作 用，水汽可以在其表面上直接冻结或凝华，而形成冰晶。一克碘化银所能产生的冰晶数视温 度而定， 温度低， 有效冰核数目多， 产生的冰晶数也多。 t=-10， 的 Agl 能产生 1010 如 1g 1012 个冰核；t=-20，则能产生 1016 个冰核。 (2)向冷云中撒播制冷剂 如干冰(固体 C02)。干冰即固体二氧化碳，是不透明的白色晶体，在一个大气压下，汽 化时，其表面温度为-78.9，升华潜热为 5.73105 J/Kg。干冰撒入云中后，干冰升华。从 周围吸取大量的热，使周围空气急剧冷却而形成高度过饱
10、和。实验指出，当温度低于-40 时，就有自生冰晶产生。 人工促进暖云降水的措施： (1)在暖云中撒播吸湿物质的粉末 如氯化钠、氯化钾、氯化钙和氯化铁等。 (2)直接撒播大水滴，催化暖云降水。（6）影响气候的因子有哪些？主要因子是什么？季节划分有哪三种方法？候温季节是如何 划分季节的？ 影响气候的主要因素：纬度位置、大气环流、海陆分布、洋流和地形是影响气候的主要 因素。前二者是全球性的地带性因素，后三者是非地带性因素。 纬度位置是影响气候的基本因素。因地球是个很大的球体，纬度不同的地方，太阳照射 的角度就不一样， 有的地方直射， 有的地方斜射， 有的地方整天或几个月受不到阳光的照射。 因此，各地
11、方的太阳高度角不同，接受太阳光热的多少就不一样，气温的高低也相差悬殊。 一般是纬度越低，气温越高；纬度越高，气温越低。各地区所处的纬度位置不同，是造成世界各地气温不同的主要原因。 大气环流是形成各种气候类型和天气变化的主要因素。大气圈内空气作不同规模的运 行，统称为大气环流。它是大气中热量、水汽等输送和交换的重要方式。大气环流的表现形 式有行星风系、 季风环流、 海陆风、山谷风等，人们平常讲的大气环流，主要是指行星风系。 大气环流对气候的影响十分显著，赤道低气压带上升气流强烈，水汽易于凝结，降水丰富； 副热带高气压带下沉气汽盛行，水汽不易凝结，雨水稀少；在信风带气流从纬度较高的地区 流向低纬度
12、地区，水汽不易凝结，一般少雨。但在大陆东岸，信风从海上吹来，降水机会较 多；在大陆西岸，信风从内陆吹来，降水就少。在西风带控制的地区，大陆西岸风从海上吹 来，水汽充沛，降水丰富，越向内陆水汽越少，降水减少；大陆东岸，西风从内陆吹来，降 水较少。 一般说来， 上升气流和从低纬度流向高纬度的气流， 气温由高变低， 水汽容易凝结， 降水机会较多；下沉气流和从高纬度流向低纬度的气流，气温由低变高，水汽不易凝结，降 水机会就少。因此，在不同气压带和风带控制下，气候特征，尤其是降水的变化有显著的差 异。加之风带和气压带随季节的移动，从而形成各种不同的气候类型。 海陆分布改变了气温和降水的地带性分布。 由于
13、海洋和陆地的物理性质不同， 在强烈的 阳光照射下，海洋增温慢，陆地增温快；阳光减弱以后，海洋降温慢而陆地降温快。海洋与 陆地表面空气中所含水汽的多少也不同，一般说来，在海洋或近海的地区，气温的日变化和 年变化较小，降水比较丰富，降水的季节分配也比较均匀，多形成海洋性气候。因此，在相 同的纬度，处于同一气压带或风带控制之下的地区，由于所处的海陆位置不同，形成的气候 特征也不同。 地形的起伏能破坏气候分布的地带性。 地形是一个非地带性因素， 不同的地形对气候有 不同的影响。在同一纬度地带，地势越高，气温越低，降水在一定高度的范围内，是随高度 的升高而增加。因此，在热带地区的高山，从山麓到山顶，先后
14、出现从赤道到极地的气候变 化。另外，高大的山脉可以阻挡气流的运行，山脉的迎风坡和背风坡的气温与降水有明显的 差异。 洋流对其流经的大陆沿岸的气候也有一定的影响。 从低纬度流向高纬度的洋流， 因含有 大量的热能，对流经的沿海地区，起有增温增湿的作用；从高纬度流向低纬度的洋流，水温 低于周围海面，对所流经的沿海地区有降温减湿作用。因而在气温上，洋流可以调节高、低 纬度间的温差，在盛行气流的作用下，使同纬度大陆东西岸气温显著不同，破坏了气温纬度 地带性的分布季节的划分：1）天文季节、2）自然天气季节、3）温侯季节。 张宝坤先生根据一年中气温的变化， 提出了用候平均气温作为划分季节的依据， 其界限 是
15、：候平均气温22 为夏季。 二次作业（1） 气象学在林业生产活动的应用有哪些？ 答：一、培育、经营和管理森林的目的充分发挥森林的三大效益 林业工作者主要的住务是培育和管理森林，使林木速生、优质、丰产和永续利用，为国 民经济建设提供越来越多和越来越好的林、副产品，以发挥森林的巨大经济效益；同时充分 发挥森林在维持和改善生态平衡、保持水土、涵养水源、调节地方气候、净化大气、美化环 境、抵御水、旱、风、沙等各种自然灾害，保证农业稳产高产等多方面的巨大生态效益；以 及有利于人类健康、休憩、娱乐、旅游等社会福利效益。为了科学地培育和管理好森林，必 须掌握森林与外界环境条件相互作用的规律。 二、气象学是科
16、学认识森林与外界环境条件相互关系的重要手段 （一）在城市及工矿区园林绿化工作中，要掌握城市气候特点，气象条件与大气污染的 关系，以及园林绿化对净化空气、改善小气候的作用。以便合理进行绿化设计、配置好绿地 和栽植行道树与环境保护林。（二）在采种工作中，要根据气象及天气条件，预测种实成熟朋、采集期。以便及时组 织采种。要依据气象及气候条件，作好种实处理和贮藏工作。 （三） 在育苗工作中， 要根据当地气象及气候条件， 灾害性天气预报， 采取恰当的耕作、 栽培、管理及灾害预防措施，才能培育出高产壮苗。 （四）在造林工作中，首先要根据气候条件作好造林区划和规划要调查当地气候和小 气候特点和变化规律，在划
17、分立地条件类型的基础上作好造林设计，确定好造林树种、造林 季节、整地方式、混交类型和方式以及恰当的造林技术，以便做到适地迈树，保证造林成活 率和保存率，井为以后形成稳定高产和具有良好生态效益的森林打下基础。 （五）在营造防护林时要根据当地气候资料，确定主要害风方向，设计好林带走向、 配置、宽度和树种。 （六）在森林经营工作中，要掌握森林与气候相互作用规律、森林气候的特点，才能确 定较好的抚育采伐方式和强度、森林更新方式和主伐方式。 （七）在森林病虫害防治工作中，要掌握气象及气候条件与病虫害发生的关系，作好预 测预报，并利用适当天气条件进行防治，才能收到较好效果。 （八）在护林防火工作中，要依据
18、当地气象资料，确定火险等级，作好森林火险预报， 以减少国家和人民财产的损失。 （九）在森林采伐后输工作中；要根据天气条件决定采伐季节、木材运输或流送和做好 防洪等工作。 （十）在林木良种选育工作中，要根据地方气候和小气候的特点选择良种优树、种子园 地址和母树林位置以及确定经营管理措施，以保证种实优质高产。在林木引种工作中，要根 据气候条件相似性和小气候特点进行工作， 确定能否引种，以便扩大优良品种栽培范围或成 功地引种外来树种。总之， 林业生产活动与气象和气候条件关系非常密切。 气象学对于林学专业的学员 具有重要的作用。 （2） 何为辐射？如何表示？其单位是什么？什么是太阳辐射？简述为何它在大
19、气中被减弱？哪些主要因素影响其减弱的一般规律？到达地面的辐射主要有哪两部分组成？答：一切物体只要它的温度高于绝对温度零度，都能以电磁波的形式放射能量，这种过程。（一）辐射通量(radiation flux) 它是指单位时间通过任一表面的辐射能。单位为 j/s 或 w.（二）辐射通量密度（radiation flux density）辐射通量密度（radiation flux density）-2单位时间通过单位面积的辐射能。单位为 wm 。-1 2 -1过去气象学上常用卡平方厘米分 (calcm min )，两者的关系为：2 -1 21calcm min 697.8w/m 太阳辐射：气象上所讨
20、论的太阳辐射、地面辐射和大气辐射，其波长范围约在 0.15 120m 之间。太阳辐射的主要波长范围在 0.154m；地面和大气辐射的主要波长范围是 3120m 。因此，将太阳辐射称为短波辐射，而把地面辐射和大气辐射称为长波辐射。 为何它在大气中被减弱：是到达大气上界的太阳辐射通量密度。当它通过大气层时，被 大气中的各种气体分子和云层选择性地吸收， 一部分被气体分子和悬浮的微粒散射， 一部分 被它们反射，所以，到达地面的太阳辐射显著地减少了。 太阳辐射在大气中减弱的一般规律：由于大气的吸收、散射作用以及云层的反射作用，太阳 辐射通过大气层后被减弱了。太阳辐射在大气中减弱的一般规律遵循贝尔（Bee
21、r）定律。mSS0P 其中， S 为到达地面的与太阳光垂直面上的太阳辐射通量密度，S0 为太阳常数， m 为大气光 学质量， P 为大气透明系数。 到达地面的太阳辐射能，由太阳直接辐射和漫射辐射两部分组成。两者的和称为太阳 总辐射，简称总辐射。（3）土壤和空气热量交换方式有哪些？温度周期性变化的特征如何描述？ 答：土壤和空气的热量交换方式：在土壤和空气中，存在着多种形式的热量过程。除分 子热传导、辐射和对流这三种方式外，还存在着平流、乱流和因水的相变而引起的热量转移 形式。这些过程对土壤和空气层热状况的形成起着决定性作用。 温度周期变化特征，通常以最高温度和最低温度之差（即较差）和最高温度与最
22、低温度 出现时间（即位相）来描述。 日较差：一日中最高温度与最低温度之差。年较差：一年中最热月平均温度和最冷月平均温度之差。 （4）地膜覆盖技术在我国农业上的应用已经十分广泛，从蒸发的角度，你认为地膜覆盖为 何能改善土壤的墒情？ 答：采用地膜覆盖时，地膜与地面之间形成微小空间，产生温室效应，能减少土壤中热量向 大气中扩散， 可使表土层的土壤温度提高 35， 能促进作物根系生长； 二是保持土壤水分。 进行塑料薄膜地面覆盖后，由于气密性强，因而可以有效地防止土壤水分蒸发掉，有利于保 持土壤水分，使土壤墒情好；它是土壤水分以气态形式向大气中扩散的现象，它具有明显的 阶段性，大致可分为三个阶段： （1
23、）第一阶段：当土壤经过降水、灌溉或下层土壤水分在毛管力作用下，不断升向土表， 而使土壤表层水分保持饱和状态， 此时土壤蒸发主要发生在地表， 蒸发主要受气象因子影响。 与同温度水面蒸发相近。减小蒸发的方法：松土切断毛细管。 （2）第二阶段：经过第一阶段蒸发，土壤表层变干，蒸发面下降，土壤内部蒸发的水汽通 过干土层的孔隙进入大气， 此时蒸发速度受水分从土壤下层向上转移速度的限制。 减小蒸发 的方法：镇压保墒，减少土表孔隙，改变土壤透气性，保持土壤水分。 （3）第三阶段：土壤含水量很低，植物开始萎蔫，此时，土壤水分的毛管力作用停止，只 能以气态形式从地下通过干土层向大气扩散。 此时， 蒸发受水汽从下
24、层土壤向表层扩散速度 的影响，并由土粒大小和土壤孔隙度决定。减小蒸发的方法：灌溉。 土壤蒸发除受气象因子影响外，还与土壤特性和环境条件有关。 为减少土壤水分蒸发经常采取如下措施： （1）松土； （2）镇压； （3）灌溉； （4）覆盖塑 料地膜； （5）营造农田防护林带（网）（6）采用抑制蒸发剂（喷洒在土壤表面上形成一层 ； 均匀膜，阻挡土壤水分进入，抑制蒸发，相对提高土壤湿度） 。（5）你认为森林能否增加降水？阐述你的主要观点？你认为森林为什么能够减少地表径 流？ 答：关于森林能否增加大气垂直降水的问题，近百年来，世界各国许多学者都对这个问 题进行过观测和研究。目前尚未取得一致看法，我认为森林
25、能增加大气的垂直降水。理由如 下： （1）林冠层不断向上空蒸散大量水汽，使林区的湿度大于无林地区，为降水提供了条件。 （2）林区反射率小，吸收率大，为产生阵性降水提供了热量。 （3）森林的存在使气流被迫抬升，其高度可达几百米、上千米，加强了空气的垂直运动， 促进林区湿空气的冷却和凝结。（4）森林使下垫面的粗糙度增大，森林上方乱流交换作用加强，使林木蒸腾的大量水汽迅 速输送到上空，促进降水。 林内降水量由直接到达林地的降水量、从树叶和大小枝条上滴下的降水量和树干迳流三部分组成。林内降水量在数值上等于林外降水量与林冠截留量之差。林内降水量的分布是不均匀的。离树干愈远，降水量愈大，在树冠边缘处达到最
26、大，而 根际周围由于树干迳流，降水量也比较大。林内降水强度一般小于林外，但林内的降水时间 较林外长。 在降水期间， 林冠层起着调节林内降水的作用， 这种作用主要表现在使峰值降低， 降水强度减小，降水时间延长，林外降水停止以后，林内还可以得到一部分降水。 森林为什么能够减少地表径流： 1、林冠使降水强度降低，雨水冲刷地面的力量减弱，因而形成的迳流较弱。 2、林地上的死地被物层能吸收大量降水，从而使地表迳流减少。死地被物吸收水分的 多少随树种组成而异，一般可达自身重量的 40260，而山杨林下的死地被物最大吸水量 可达其自身重量的 3.16 倍，油松林下的则为 2.21 倍，刺槐林死地被物约 1.
27、8 倍。枯枝落叶 转变为腐殖质以后，吸水量可达其自身重量的 24 倍。 3、森林土壤疏松多孔，腐殖质含量高，水分容易被吸收和渗透下去。 4、地表迳流受树干、下木、活地被物的阻挡，流动缓慢，更有利于被土壤吸收和渗透 下去，使地表迳流大部分转变为地下迳流。 5、春季林内融雪林内较林外晚，且一般比较缓慢，融雪后的雪水容易被土壤吸收和渗 透下去，使地表迳流减少。因此，森林的存在可减少地表迳流。（6）简述大陆性气候和海洋性气候的特点。中国季风气候的特点有哪些？ 答：大陆性气候的特征：日照丰富，气温日、年较差均较大。最高温度、最低温度出现 时间均较早，温度非周期变化很显著，它的春温高于秋温。年降水量集中夏季，冬季则甚干 燥，降水变率比较大。 海洋性气候的特征：气温日、年较差均较小。最高温度、最低温度出现时间均较迟，秋 温较春温为高。年降水量季节分配比较均匀，冬半年略多于夏半年。全年湿度高，云雾多， 日照少，但风速比较强劲，西北欧气候可作代表。 我国是世界上季风现象明显的地区之一， 全国大部分地区属于季风气候区。 我国在季风 气候的影响下，大致有以下气候特征。 第一、雨量集中 第二、降水量的变率大。 第三、云量和相对湿度全年以夏季为大。 第四、冬季气温比同纬度低得多。
